“超级地球”是个啥玩意,发现了它,就走近了外星文明吗?

有人认为,发现了?超级地球?,就发现了外星文明的迹象。其实这种认识完全是一种误区,我的回答可能让对?超级地球?期望值过高的朋友失望了。因为所谓超级地球,与外星文明毛关系也没有。

首先我们来了解一下什么叫?超级地球?。

所谓?超级地球?至少有这么几点特质:它必须是一颗行星,而且是一颗类地行星;它比地球大,所以才?超级?。仅此而已。

地球是太阳系里的一颗行星。行星是围绕着恒星运行,本身不发光发热的天体。在一个恒星系统,除了恒星,行星是比较大的天体,其轨道自我独享,科学的标准说法就是:自身引力清空了轨道附近的其他天体,围绕着行星运行的卫星除外。

行星分为两大类,一类是类木行星,一类是类地行星。类木行星又叫气态行星,除了核心有一个较小的石质内核,其余部分主要由较轻的气体构成,氢和氦占据主要成分,没有固体表面。类木行星一般密度较小,体积较大,因此又叫气态巨行星;而类地行星,就是结构和地球差不多,有一个硬质岩石外壳包裹,有固体表面,相对类木行星体积要小很多。

太阳系有4颗类木行星,就是木星、土星、天王星、海王星;4颗类地行星,即水星、金星、地球、火星。在太阳系的类地行星中,地球质量最大,因此在太阳系里面没有?超级地球?,所谓?超级地球?都是指系外行星(这里专指太阳系以外行星,后同)。

系外行星有几多?

系外行星就是出了太阳系,绕着其他恒星运行的行星。宇宙中恒星极多,光我们银河系就有4000亿颗,现在天文学界的观测建模认为,宇宙中约有万亿乃至10万亿个星系,恒星就有亿亿颗以上,而恒星绝大多数都有行星相伴,且行星数量比恒星要多,因此宇宙中行星更无法计数了。

我们肉眼只能够看到极小一块周边天区,能够看到的恒星有6000多颗,但由于行星与恒星相比,完全不在一个数量级,且本身不发光,因此肉眼是完全看不到系外行星的,即便用最好的天文望远镜,直接观测到的系外行星也极少。

自从1992年人类发现了第一颗系外行星,迄今已经发现了4000多颗系外行星,用直接成像法观测到的只有10来颗,其余所有的行星都是通过凌日法、相对论法、天体测量法、重力微透镜法、径向速度法等方法间接推算出来的。即便直接成像看到的也就是个把像素的模糊亮点,根本无法看清。

因此科学界对系外行星的研究,还一直处于数理建模阶段,对这些行星上的实际状态还只是估计兼统计,距离真正确定地外生命和文明还有很大距离。

超级地球?与生命和文明不搭架。

前面说了,?超级地球?只不过是比地球大的类地行星。在所有发现的系外行星中,极少有比地球小的,这或许是因为人类观测手段能力还较弱,比地球小的系外行星更难发现的原因吧。而发现的行星除了类木行星就是类地行星,只要是类地行星,就几乎都比地球大,因此都可以称为?超级地球?。

现在随便列举几个?超级地球?:

2005年发现的格利泽876d,是围绕着格利泽876恒星运行的一颗类地行星,质量约地球的7.5倍,由于其距离恒星很近,表面温度达到650K;而猎行者们在银河系深处,距离我们9000光年,发现一颗与地球结构及其相似的类地行星,质量约地球的15倍,但表面寒冷,没有液态水存在;格利泽581恒星已发现有6颗行星围绕其运行,其中两颗比地球质量大10倍以上类地行星,可能存在液态水。

现在天文学家们几乎每年都发现若干颗所谓?超级地球?,因此?超级地球?在宇宙中很多,它们有的火热如熔炉,有的酷寒胜冰窟。因此,这些所谓?超级地球?并不像一些人想象的那样,就是地球的孪生兄弟,气候宜人,风吹草低的。

生命和文明的摇篮是宜居带行星。

现在发现的绝大多数系外行星,其主恒星都是比太阳小的红矮星,这些恒星质量在太阳的10~15%左右,红矮星的寿命超长,一般可达数万亿年,因此科学界认为,红矮星是生命和文明的摇篮。

根据地球生命的孕育和生存条件,行星需要有一个适宜的温度,还要有液态水。因此天文学界提出了一个宜居带理论,也就是根据恒星的温度和光度,行星轨道要在一个适当距离,才能够允许有液态水的存在。在太阳系,金星、地球、火星就在宜居带范围,而地球正好在宜居带的中心。

系外行星有不少?超级地球?在宜居带,让科学界比较感兴趣的就有上面说的格利泽581b;还有距离我们最近的恒星比邻星,也有两颗行星,其中比邻星b约地球质量的1.3倍,正好在宜居带;而距离我们第二近的恒星巴纳德星,围绕其运行的若干颗行星里,也有一颗?超级地球?在宜居带稍远处,这颗行星质量约地球的3.2倍。

但这些宜居带星球就一定会诞生生命吗?不一定。我们现在已知,即便在太阳系金星和火星这种与地球十分相像的类地行星,生命也与它们毫不相干。

红矮星的宜居带与太阳系完全不一样。

由于红矮星质量、光度、温度都比太阳小很多,这些围绕在红矮星周围行星的宜居带都距离恒星很近,如比邻星b,距离比邻星只有约750万公里,只是水星距离太阳的13%。

由于距离太近,就完全不像地球这样的宜居带,优哉游哉令人心旷神怡了。它们呈现了几个与我们地球完全不同的特点:一是会被潮汐锁定,就是被恒星锁死了行星的自转,永远只有一面向着恒星,这样这颗行星对着恒星和背着恒星不同面就是冷热两重天的环境;二是由于距离恒星太近,恒星表面爆发的耀斑,产生强大的X射线和紫外线,杀死行星上的一切生命。

防止这种伤害的条件是,行星必须有足够的大气浓度和厚度,还要有强大的地磁保护。而这种行星的生命,只有在阳光面和阴暗面交界处苟活。可惜,人类的观测水平迄今对这些并不清楚。因此,有了?超级地球?,即便是知道这个?超级地球?在所谓宜居带,也不能认为就有生命存在。

而文明是生命或者智慧发展到高级阶段的产物,就更难奢望了。不过宇宙中并非只有地球生命形式一种可能,或许还允许许多可以在我们认为极为恶劣环境中崛起的文明,那么怎么来发现这些文明呢?

倾听?和?看?是科学界寻找外星文明的主要手段。

现在寻找地外文明的方法大致有两种,一种是?听?,一种是?看?。听就是用巨大射电望远镜发达倾听来自宇宙的电波,从这些电波中分析出哪些是自然现象,哪些是有规律的?人为?现象;看就是除了前面说的寻找系外行星,还用巨大空间望远镜,包括光学的、射电的、射线的各种频段望远镜,查找能够看到的亿万颗恒星,看看是不是有?异常?现象。

所谓?异常?现象,就是除了自然发生的各种现象,寻找其中是不是存在有规律的?人为?现象。这其中,寻找?戴森球?现象,就是一个重要的?异常?现象。

所谓?戴森球?是爱因斯坦的助手弗里曼?戴森上世纪提出的一个理论,他认为当文明发展到一个较高阶段时,所需能量非常巨大,在一个恒星系统,恒星能量是最大能量来源,只有利用恒星能量,才能够完成文明的继续升级。最好的利用方法,就是在恒星周围制造一个巨大的外壳球体,将恒星包裹起来,最大限度汲取恒星能量。

戴森球?尺度有多大呢?如在太阳系,?戴森球?半径约1.5~2亿公里,也就是在地球轨道左右,建立一个巨大的壳体包裹太阳。当然这个壳体并非是一个空壳,而是可以转化太阳能的设施,以及人类能够在其上建设太空城,最终全部转移到太空城市生活。

科学家们认为,这是任何宇宙文明升级到二级文明必由之路。而戴森球建设一定会对恒星产生遮光现象,因此在扫描太空时,只要找到恒星有重大遮光现象,排除掉自然因素,那里就可能存在比人类文明更高级别文明智慧体,也就是所谓的?外星人?。

折腾了半个多世纪,虽然发现过几次疑似?戴森球?现象,但迄今并没有确切证据敲定哪颗恒星真正有?戴森球?文明存在,也没有发现任何地外生命迹象,包括在太阳系。因此所谓超级地球,以及什么地球大表哥、大姨妈、姊妹等等,与生命和文明毛关系都没有,基本就是一些夸张和噱头。而寻找地外生命和文明的主要目标依然是:有规律的电波、宜居星球、具有?戴森球?现象的恒星。

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